DE10320391A1

DE10320391A1 - Refrigerant condenser, especially for motor vehicles

Info

Publication number: DE10320391A1
Application number: DE2003120391
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing. Kaspar; Gerrit Dr.-Ing. Wölk
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2003-05-06
Filing date: 2003-05-06
Publication date: 2004-12-30
Also published as: EP1475584A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kältemittelkondensator, insbesondere für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, mit einem aus Rohren (5) und Rippen (6) bestehenden Block (2), mit beiderseits des Blockes (2) angeordneten, mit den Rohren (5) in Kältemittelverbindung stehenden Sammelrohren (3, 4), die Kammern (7, 9, 11, 12, 13, 14) zum Ein- und Austritt sowie zur Umlenkung des Kältemittels aufweisen, und mit einem separaten, zwischen zwei hintereinander durchströmbaren Kammern (13, 14) geschalteten, über Kältemittelleitungen (16, 17) angeschlossenen Sammelbehälter (15), der einen Boden (18) und einen Deckel (19), einen Kältemitteleinlass und einen Kältemittelauslass sowie eine Filter/Trocknereinheit (20) aufweist. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, dass der Kältemittelauslass (17a) im Boden (18) angeordnet ist.The invention relates to a refrigerant condenser, in particular for an air conditioning system of a motor vehicle, comprising a block (2) consisting of tubes (5) and ribs (6) with collecting tubes arranged on both sides of the block (2) in refrigerant communication with the tubes (5) (3, 4), the chambers (7, 9, 11, 12, 13, 14) for inlet and outlet and for the deflection of the refrigerant, and with a separate, between two successively flowed through chambers (13, 14) connected, via a refrigerant lines (16, 17) connected collecting container (15) having a bottom (18) and a lid (19), a refrigerant inlet and a refrigerant outlet and a filter / dryer unit (20). DOLLAR A It is proposed that the refrigerant outlet (17a) in the bottom (18) is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kältemittelkondensator, insbesondere für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 – bekannt durch die FR-A 2.757.610.The Invention relates to a refrigerant condenser, especially for an air conditioning system of a motor vehicle according to the preamble of Claim 1 - known by FR-A 2,757,610.

Kältemittelkondensatoren sind bekannte Komponenten von Kältemittelkreisläufen für Kraftfahrzeug-Klimaanlagen. Das Kältemittel tritt als überhitzter Dampf unter hohem Druck in den Kondensator ein und wird dort unter Abgabe von Wärme an die Umgebungsluft kondensiert, wobei teilweise auch eine Unterkühlung des Kältemittels vor Austritt aus dem Kondensator vorgesehen ist. Eine weitere Komponente des Kältemittelkreislaufes ist ein so genannter Sammler oder Sammelbehälter, der einerseits als Speicher und andererseits als Filter und/oder Trockner für das Kältemittel dient. Es sind im Wesentlichen zwei Bauarten bekannt, bei welchen der Sammler entweder mit dem Kondensator zu einer Baueinheit integriert ist oder ein separates Teil zum Kondensator bildet. Der integrierte Sammler wurde durch zahlreiche Druckschriften der Anmelderin bekannt, z. B. die DE-A 42 38 853, die DE-A 43 19 293 und die DE-A 198 48 744. Bei diesen Bauarten ist der Sammler parallel zu einem der beiden Sammelrohre des Kondensators angeordnet und über Kältemitteldurchlassöffnungen mit dem Sammelrohr verbunden. Diese Bauweise ist zwar sehr kompakt, jedoch unter bestimmten Einbaubedingungen nicht immer die günstigste Lösung. In solchen Fällen kann ein separater oder externer Sammler vorteilhafter sein.Refrigerant condensers are known components of refrigerant circuits for automotive air conditioning systems. The refrigerant occurs as overheated Steam under high pressure in the condenser and is there under Release of heat condensed to the ambient air, in some cases, a hypothermia of the refrigerant is provided before exiting the condenser. Another component of the refrigerant circuit is a so-called collector or collection container, on the one hand as a memory and on the other hand serves as a filter and / or dryer for the refrigerant. It is in Essentially two types in which the collector either is integrated with the capacitor to form a unit or a separate part forms the capacitor. The integrated collector became by numerous documents of the applicant known, for. For example, DE-A 42 38 853, DE-A 43 19 293 and DE-A 198 48 744. In these Designs is the collector parallel to one of the two manifolds arranged and over the capacitor Refrigerant passage openings connected to the manifold. This construction is very compact, However, under certain installation conditions, not always the cheapest solution. In such cases a separate or external collector may be more advantageous.

Durch die FR-A 2 757 610 wurde ein solcher Kondensator mit separatem Sammler bekannt, der über Kältemittelleitungen mit einem von zwei Sammelrohren des Kondensators verbunden ist. Letzterer ist mehrflutig durchströmt und weist daher durch Trennwände abgeteilte Kammern auf, die hintereinander durchströmt werden, wobei vor Austritt des Kältemittels aus dem Kondensator eine so genannte Unterkühlstrecke vorgesehen ist, in welcher das Kältemittel unter die Kondensationstemperatur abgekühlt wird. Das Kältemittel wird vor Eintritt in die Unterkühlstrecke über eine Kältemittelabsaugleitung dem Sammler und über eine Kältemittelzuführleitung der Unterkühlstrecke bzw. der ihr zugeordneten Kammer zugeführt. Der Sammelbehälter weist einen Boden und einen Deckel auf, wobei zwischen Boden und Deckel eine Filtereinheit angeordnet ist. Sowohl der Kältemitteleinlass als auch der Kältemittelauslass für beide Anschlussleitungen sind im Deckel angeordnet. Das Kältemittel durchströmt das Filter von oben nach unten, gelangt in den unteren Bereich des Sammlers, strömt dann durch ein das Filter durchsetzendes Steigrohr wieder nach oben und gelangt schließlich durch die Kältemittelzuführleitung vor die Unterkühlstrecke. Nachteilig bei dieser bekannten Bauweise ist das Steigrohr, welches praktisch die gesamte Höhe des Sammelbehälters durchsetzt, was zu einer relativ langen Kältemittelrücklaufleitung zum Sammelrohr führt und einen erhöhten Druckabfall bedeutet.By FR-A-2 757 610 has become such a separate collector condenser known, over Refrigerant lines is connected to one of two headers of the capacitor. The latter is traversed by multiple floods and therefore has divided by partitions Chambers, which are flowed through one behind the other, wherein before exiting of the refrigerant from the condenser a so-called subcooling section is provided, in which the refrigerant is cooled below the condensation temperature. The refrigerant is before entering the subcooling over a Refrigerant suction line the Collectors and over a refrigerant supply line of Under cooling section or the chamber assigned to it. The collection container points a bottom and a lid on, with between the bottom and lid a filter unit is arranged. Both the refrigerant inlet and the Refrigerant outlet for both Connecting cables are arranged in the cover. The refrigerant flows through the filter from top to bottom, reaches the bottom of the collector, flows then through a filter passing through the riser back up and finally arrive through the refrigerant supply line in front of the subcooling line. A disadvantage of this known construction is the riser, which practically the entire height of the collection container interspersed, resulting in a relatively long refrigerant return line to the manifold leads and an elevated one Pressure drop means.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kältemittelkondensator der eingangs genannten Art konstruktiv zu verbessern, insbesondere hinsichtlich der Kältemittelanschlüsse.It Object of the present invention, a refrigerant condenser of the above constructively improve this type, in particular with regard to the refrigerant connections.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Kältemittelauslass im Boden des Sammelbehälters angeordnet ist und von dort direkt zum Kondensator führt. Damit werden ein Steigrohr und ein langer Kältemittelrücklauf hinfällig. Daraus ergeben sich Gewichts- und Kostenvorteile sowie ein geringerer Druckabfall für diese aus Sammelbehälter und Kondensator bestehende Baueinheit.This The object is solved by the features of claim 1. According to the invention, it is provided that the refrigerant outlet in the bottom of the collection container is arranged and leads from there directly to the capacitor. In order to become a riser and a long refrigerant return obsolete. This results in weight and cost advantages and lower pressure drop for them from collecting containers and Capacitor existing unit.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. So ist der Kältemitteleinlass des Sammelbehälters in dessen Deckel angeordnet und die Filter/Trocknereinheit befindet sich zwischen dem Einlass und dem Auslass, d. h. sie wird vom Kältemittel, welches hier weitestgehend kondensiert ist, von oben nach unten durchströmt. Mit diesen Anschlüssen im Boden und im Deckel ergeben sich äußerst kurze Kältemittelanschlussrohre und damit ein geringer kältemittelseitiger Druckabfall.advantageous Embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims. So is the refrigerant inlet of the collection container arranged in the lid and the filter / dryer unit is located between the inlet and the outlet, d. H. it gets from the refrigerant, which is largely condensed here, from top to bottom flows through. With these connections in the bottom and in the lid, extremely short refrigerant connection pipes result and thus a lower refrigerant side Pressure drop.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Filter/Trocknereinheit nach oben und nach unten durch Lochbleche abgeschlossen und auch im Sammelbehälter gehalten. Die Lochbleche erlauben einen Durchtritt des Kältemittels und nehmen ein Granulat zur Trocknung zwischen sich auf.After a further advantageous embodiment of the invention is the Filter / dryer unit up and down through perforated sheets completed and kept in the collection container. The perforated sheets allow a passage of the refrigerant and take a granulate for drying between them.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Kältemitteleinlass im Deckel und der Oberseite der Filter/Trocknereinheit eine Umlenkeinrichtung vorgesehen, die einen direkten Durchtritt des Kältemittels von oben nach unten, also ohne hinreichende Filterung und Trocknung verhindern soll. Dies kann beispielsweise durch ein unterhalb des Kältemitteleinlassquerschnittes angeordnetes Prallblech erfolgen, welches das Kältemittelkondensat radial nach außen verteilt und damit für eine gleichmäßige Durchströmung der Trockner/fFiltereinheit sorgt. Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Prallblech auch Teil des Lochbleches sein, in dem einige Öffnungen bzw. Poren des Lochbleches, die unterhalb des Kältemitteleinlassquerschnittes gelegen sind, verschlossen sind. Damit bildet sich somit in der Mitte des Lochbleches ein Staupunkt, der einen radialen Abfluss des Kondensats nach außen bewirkt.In Another advantageous embodiment of the invention is between the refrigerant inlet in the lid and the top of the filter / dryer unit a deflection provided that a direct passage of the refrigerant from top to bottom, So without adequate filtering and drying should prevent. This can be done, for example, by a below the refrigerant inlet cross-section arranged baffle made, which the refrigerant condensate radially after Outside distributed and thus for a uniform flow through the Dryer / ffilter unit provides. After another advantageous Embodiment of the invention, the baffle plate and part of the perforated plate be in which some openings or pores of the perforated plate below the refrigerant inlet cross-section are located, are closed. Thus, this forms in the Center of the perforated plate a stagnation point, the radial outflow the condensate to the outside causes.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind Kältemitteleinlass und Kältemittelauslass koaxial zur Mittelachse des Sammlers angeordnet, wobei die Anschlussrohre vorteilhafterweise im Boden und Deckel verschraubt sind, z. B. mittels einer Flanschverbindung. Dies erlaubt eine einfache Montage und Demontage sowie Positionierung des Sammelbehälters.In Another advantageous embodiment of the invention are refrigerant inlet and refrigerant outlet arranged coaxially to the central axis of the collector, wherein the connecting pipes are advantageously screwed in the bottom and lid, z. B. by means a flange connection. This allows easy installation and Disassembly and positioning of the collection container.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Sammelbehälter zwischen den vorletzten und den letzten Strömungsdurchgang, d. h. zwischen den Kondensationsbereich und die Unterkühlstrecke des Kondensators geschaltet. Damit ist sichergestellt, dass nur Kondensat, d. h. flüssiges Kältemittel in die Unterkühlstrecke gelangt und eine wirksame Unterkühlung stattfindet.After an advantageous embodiment of the invention is the collection between the penultimate and the last flow passage, d. H. between the condensation area and the subcooling distance of the condenser connected. This ensures that only condensate, d. H. liquid refrigerant in the subcooled section passes and effective hypothermia takes place.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschreiben.On embodiment The invention is illustrated in the drawing and will be described below describe in more detail.

Die einzige Figur zeigt einen gelöteten Kondensator 1 mit einem Rohr/Rippenblock 2, kurz Block genannt, und zwei Sammelrohren 3, 4. Der Block 2 besteht aus Flachrohren 5 und zwischen diesen angeordneten Wellrippen 6. Die Flachrohre 5 weisen beiderseits Rohrenden auf, welche in die Sammelrohre 3, 4 münden. Das Sammelrohr 3 weist eine Einlasskammer 7 mit einem Kältemitteleinlass 8 sowie eine Auslasskammer 9 mit einem Kältemittelauslass 10 auf. Zwischen beiden Kammer 7, 9 ist eine Umlenkkammer 11 angeordnet. Das Sammelrohr 4 weist drei Umlenkkammern 12, 13, 14 auf. Das durch den Kältemitteleinlass 8 eintretende Kältemittel durchströmt den Kondensator 1 insgesamt in vier Strömungsdurchgängen, wobei der obere Bereich der Kondensationsbereich und der untere zwischen den Kammern 9, 14 gelegene Bereich der Unterkühlbereich ist. Parallel zu dem Sammelrohr 4 ist ein separater Sammler oder Sammelbehälter 15 angeordnet, welcher über eine Kältemittelzuflussleitung 16 mit der Kammer 13 und eine Kältemittelrückflussleitung 17 mit der Kammer 14 des Sammelrohres 4 verbunden ist. Der Sammelbehälter 15 weist einen Boden 18 und einen Deckel 19 sowie eine Trockner/Filtereinheit 20 auf, die etwas unterhalb des Deckels 19 angeordnet ist und nach oben durch ein Lochblech 21 und nach unten durch ein Lochblech 22 abgeschlossen ist. Zwischen beiden Lochblechen 21, 22 befindet sich ein Granulat, welches der Trocknung des Kältemittels dient. Ferner können Mikrofilter zur Zurückhaltung von Verunreinigungen des Kältemittels vorgesehen sein, die jedoch nicht dargestellt sind. Das Kältemittelzuflussrohr 16 mündet in den Deckel 19 und bildet dort den Kältemitteleinlass 16a. Das Kältemittelabflussrohr 17 ist an den Boden 18 angeschlossen und bildet dort den Kältemittelauslass 17a. Kältemitteleinlass und -auslass 16a, 17a sind als Schraubverbindungen ausgebildet und vorzugsweise auf der Mittelachse des Behälters 15 angeordnet. Unterhalb des Kältemitteleinlasses 16a ist ein Prallblech 23 angeordnet, welches schematisch eine Strömungsumlenkeinrichtung darstellen soll. Alternativ zu diesem Prallblech 23 ist in dem oberen Lochblech 21 ein mittlerer Bereich 24 angeordnet, der geschlossen, d. h. kältemittelundurchlässig ist. Mit diesem undurchlässigen Bereich 24 bzw. mit dem Prallblech 23 soll eine Umlenkung des aus dem Kältemitteleinlass 16a austretenden Kondensats in der Weise bewirkt werden, dass es sich radial nach außen verteilt und nicht direkt die Filter/Trocknereinheit 20 von oben nach unten durchströmt. Unterhalb des Lochbleches 22 befindet sich ein Raum 25, der als Speichervolumen für das Kältemittel genutzt werden kann.The single figure shows a soldered capacitor 1 with a tube / rib block 2 called block for short, and two headers 3 . 4 , The block 2 consists of flat tubes 5 and between these corrugated ribs 6 , The flat tubes 5 have on both sides pipe ends, which in the headers 3 . 4 lead. The manifold 3 has an inlet chamber 7 with a refrigerant inlet 8th and an outlet chamber 9 with a refrigerant outlet 10 on. Between the two chambers 7 . 9 is a deflection chamber 11 arranged. The manifold 4 has three deflection chambers 12 . 13 . 14 on. That through the refrigerant inlet 8th entering refrigerant flows through the condenser 1 in total in four flow passages, with the upper region of the condensation region and the lower one between the chambers 9 . 14 located area of the subcooling area is. Parallel to the manifold 4 is a separate collector or collection container 15 arranged, which via a refrigerant supply line 16 with the chamber 13 and a refrigerant return line 17 with the chamber 14 of the manifold 4 connected is. The collection container 15 has a floor 18 and a lid 19 and a dryer / filter unit 20 on top, which is slightly below the lid 19 is arranged and up through a perforated plate 21 and down through a perforated plate 22 is completed. Between both perforated sheets 21 . 22 There is a granulate, which serves to dry the refrigerant. Furthermore, microfilters may be provided for retaining contaminants of the refrigerant, which, however, are not shown. The refrigerant inflow pipe 16 flows into the lid 19 and forms the refrigerant inlet there 16a , The refrigerant drain pipe 17 is on the ground 18 connected and forms there the refrigerant outlet 17a , Refrigerant inlet and outlet 16a . 17a are designed as screw connections and preferably on the central axis of the container 15 arranged. Below the refrigerant inlet 16a is a baffle 23 arranged, which is to represent a flow deflecting schematically. Alternatively to this baffle 23 is in the upper perforated plate 21 a middle range 24 arranged, which is closed, that is, refrigerant impermeable. With this impermeable area 24 or with the baffle plate 23 should a deflection of the refrigerant inlet 16a exiting condensate in such a way that it spreads radially outwards and not directly the filter / dryer unit 20 flows through from top to bottom. Below the perforated plate 22 there is a room 25 , which can be used as storage volume for the refrigerant.

Die Funktion des Kondensators 1 mit separatem Sammler 15 ist die Folgende: das Kältemittel tritt in gasförmigem Zustand durch den Kältemitteleinlass 8 in den Kondensator 1 ein, durchströmt den oberen Bereich des Kondensators in abwechselnden Richtungen, d. h. von der Kammer 7 zur Kammer 12, wird dort umgelenkt, gelangt in die Kammer 11, wo es erneut umgelenkt wird und in die Kammer 13 gelangt. Dort wird das Kältemittel bzw. Kondensat über das Kältemittelzuflussrohr 16 abgezogen und dem Sammelbehälter 15 zugeführt, durchströmt diesen von oben nach unten und gelangt über die Kältemittelrückflussleitung 17 in die Kammer 14; von dort durchströmt es die Unterkühlstrecke und erreicht schließlich den Kältemittelauslass 10. Es ist offensichtlich, dass die Kaltmittelrückflussleitung 17 aufgrund ihres Anschlusses im Boden 18 nur eine geringe Länge und nur einen Krümmer aufweist. Dies vermindert den kältemittelseitigen Druckabfall.The function of the capacitor 1 with separate collector 15 is the following: the refrigerant enters the gaseous state through the refrigerant inlet 8th in the condenser 1 a flows through the upper portion of the capacitor in alternating directions, ie from the chamber 7 to the chamber 12 , is deflected there, enters the chamber 11 where it is redirected again and into the chamber 13 arrives. There, the refrigerant or condensate on the refrigerant inflow pipe 16 deducted and the collection container 15 supplied, flows through this from top to bottom and passes through the refrigerant return line 17 in the chamber 14 ; From there it flows through the subcooling section and finally reaches the refrigerant outlet 10 , It is obvious that the refrigerant return line 17 due to their connection in the ground 18 has only a small length and only one elbow. This reduces the refrigerant side pressure drop.

Claims

Refrigerant condenser, in particular for an air conditioning system of a motor vehicle, with one of tubes ( 5 ) and ribs ( 6 ) existing block ( 2 ), with both sides of the block ( 2 ), with the tubes ( 5 ) in refrigerant connection collecting pipes ( 3 . 4 ), the chambers ( 7 . 9 . 11 . 12 . 13 . 14 ) to the inlet and outlet and to the deflection of the refrigerant, and with a separate, between two successively flow-through chambers ( 13 . 14 ), via refrigerant lines ( 16 . 17 ) connected collecting container ( 15 ), which has a floor ( 18 ) and a lid ( 19 ), a refrigerant inlet and a refrigerant outlet and a filter / dryer unit ( 20 ), characterized in that the refrigerant outlet ( 17a ) in the ground ( 18 ) is arranged.

Condenser according to claim 1, characterized in that the refrigerant inlet ( 16a ) in the lid ( 19 ) is arranged.

A capacitor according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the dryer / filter unit ( 20 ) between inlet ( 16a ) and outlet ( 17a ) is arranged.

Condenser according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the dryer / filter unit ( 20 ) up and down through perforated sheets ( 21 . 22 ) is completed.

Condenser according to one of claims 1 to 4, characterized in that between the refrigerant inlet ( 16a ) and dryer / filter unit ( 20 ) is arranged a flow deflection device.

Condenser according to claim 5, characterized in that the flow deflection device as baffle plate ( 23 ) is trained.

Condenser according to claim 5 or 6, characterized in that the flow deflection device in the upper perforated plate ( 21 ) and as a closed, refrigerant impermeable area ( 24 ) is trained.

Condenser according to one of the preceding claims, characterized in that the refrigerant inlet ( 16a ) and refrigerant outlet ( 17a ) coaxial and centered in the lid ( 19 ) and ground ( 18 ) are arranged.

Condenser according to one of the preceding claims, characterized in that the refrigerant pipes ( 16 . 17 ) with the lid ( 19 ) or the ground ( 18 ) are bolted.

Condenser according to one of the preceding claims, characterized in that the collecting container ( 15 ) between the penultimate ( 13 ) and the last ( 14 ) Chamber of the collection tube ( 4 ) is switched.